農(nóng)業(yè)機械化專業(yè)理論教學(xué)改革

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一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出基本概念和理論，重視理論聯(lián)系實際

（一）靜力學(xué)部分

靜力學(xué)主要研究受力物體平衡時作用力應(yīng)滿足的條件，同時也研究物體受力的分析方法以及力系簡化方法，是理論力學(xué)基礎(chǔ)重要的部分，也是后續(xù)課程的基礎(chǔ)。因此，講授該部分時要適當(dāng)增加課時，而對大學(xué)物理中已經(jīng)講過的一些概念，可以引導(dǎo)學(xué)生以復(fù)習(xí)的形式加深對這些概念的理解。約束反力是理論力學(xué)中比較重要的概念，而大學(xué)物理學(xué)中沒有提過，因此必須給學(xué)生講解透徹。但是單純講概念比較抽象，引入工程實例后學(xué)生會易于理解與接受。例如物體受力分析和平衡方程是靜力學(xué)的基礎(chǔ)部分，可以對工程實例（比如活塞連桿機構(gòu)）進(jìn)行分析，得到力學(xué)模型，除外力外根據(jù)約束類型畫出機構(gòu)各部分的約束力，然后列出平衡方程并求解，這樣既可以提高學(xué)生力學(xué)建模的能力，也有利于提高學(xué)生應(yīng)用平衡方程解決問題的能力。對摩擦問題主要講清存在摩擦?xí)r的平衡范圍和臨界狀態(tài)的概念，重點是存在摩擦?xí)r平衡問題的解法，滾動摩阻可不舉例。

（二）運動學(xué)部分

運動學(xué)部分主要研究物體運動的幾何性質(zhì)，為學(xué)習(xí)動力學(xué)打基礎(chǔ)，同時也為分析機構(gòu)運動打下了基礎(chǔ)。這部分關(guān)于點的運動和剛體的簡單運動是基本內(nèi)容，可以通過向?qū)W生提出問題，然后讓學(xué)生自學(xué)，最后在課堂上對實際問題進(jìn)行討論總結(jié)，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和解決問題的能力。該部分的重點和難點是點的合成運動和剛體平面運動以及運動學(xué)的綜合運用。點的合成運動要結(jié)合實例強調(diào)“一個點、兩種坐標(biāo)系、三種運動”，特別要講清牽連運動的概念與動坐標(biāo)系的適當(dāng)選取。而關(guān)于速度合成定理和加速度合成定理的推導(dǎo)限于課時限制，由學(xué)生課下自行推導(dǎo)，課堂上強調(diào)應(yīng)用。尤其當(dāng)牽連運動是定軸轉(zhuǎn)動時，牽連運動和相對運動相互影響產(chǎn)生了科氏加速度，教材上的理論推導(dǎo)較抽象，對農(nóng)業(yè)機械化學(xué)生來說感到茫然，通過舉實際生活中的例子，比如田徑比賽中的長跑項目，運動員都是按規(guī)定向左轉(zhuǎn)彎；又比如在俄羅斯，向北冰洋流去的那些河流河床的東岸總是容易被沖刷，這都是由于科氏加速度的原因。運動學(xué)的綜合應(yīng)用是運動學(xué)中的難點，這部分內(nèi)容可通過刨床機構(gòu)的實例進(jìn)行講解。

（三）動力學(xué)部分

動力學(xué)部分主要是建立受力和運動之間的關(guān)系，質(zhì)點動力學(xué)方程是該部分的基本內(nèi)容，動量定理、動量矩定理和動能定理都是建立在質(zhì)點動力學(xué)基本方程基礎(chǔ)上的，關(guān)于這三大定理的推導(dǎo)可略講，而對質(zhì)心運動定理、質(zhì)點系相對質(zhì)心的動量矩定理以及普遍定理的綜合應(yīng)用則結(jié)合具體的工程實例進(jìn)行講解。比如講解動量守恒時，可以偏心轉(zhuǎn)子電動機為例，向?qū)W生提出以下問題：電動機工作時為什么會左右運動？這種運動有什么規(guī)律？會不會上下跳動？帶著這些問題，學(xué)生聽課時就有了目標(biāo)。對于普遍定理的綜合應(yīng)用部分是動力學(xué)中的難點，要給學(xué)生講清解題思路，通過一題多解的方式提高學(xué)生解決問題的能力。達(dá)朗貝爾原理是用靜力學(xué)方法求解動力學(xué)問題，虛位移原理是用動力學(xué)方法求解靜力學(xué)平衡問題。

二、傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代教學(xué)方法有機結(jié)合

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教師主要用傳統(tǒng)方式進(jìn)行講授，對公式和理論推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)詳細(xì)，學(xué)生有自己的思考時間，且有些問題過于抽象，采用這種方式過程比較枯燥，學(xué)生不感興趣難于理解。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)早已應(yīng)用在理論力學(xué)教學(xué)中。多媒體教學(xué)生動形象，大大豐富了課堂信息量，尤其是工程實例的展示，比如動量定理、動量矩定理、動能定理等的應(yīng)用實例用動畫展示，能給學(xué)生直觀地認(rèn)識，加深其對定理的理解。結(jié)合文字、圖像、聲音等多種手段，向?qū)W生展示運動形式或者力學(xué)模型的建立，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，收到良好的教學(xué)效果。但要求教師要結(jié)合自己的教學(xué)風(fēng)格精心準(zhǔn)備教學(xué)課件，有些教師教學(xué)和科研任務(wù)較重，忽略了課件的制作，僅僅從網(wǎng)上下載教學(xué)課件用于教學(xué)，而且?guī)缀醪挥冒鍟飨鄳?yīng)的推導(dǎo)，有時課件內(nèi)容較多，教師為完成內(nèi)容只能快速翻頁，學(xué)生根本沒有時間思考，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，使教學(xué)質(zhì)量大大降低，不利于學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)。因此，采用傳統(tǒng)板書與多媒體相結(jié)合的授課方式進(jìn)行教學(xué)（對工程實際問題的簡化、約束與約束力、工程上常見的運動機構(gòu)、點的合成運動分析等在課堂上難以講解、難以實現(xiàn)的較為復(fù)雜和抽象的知識）時，要充分發(fā)揮多媒體課件的優(yōu)勢，而對基本概念、基本框架以及解題思路尤其是在點的合成運動和剛體平面運動中分析點的速度和加速度合成時，用課件開演示運動比較直觀，但在求解問題時畫速度矢量圖和加速度矢量圖時，教師最好在黑板上畫出來，在教師板書的時候，學(xué)生有自己思考的時間，有助于他們對知識的消化吸收。因此，實行傳統(tǒng)課堂教學(xué)與多媒體教學(xué)有機結(jié)合，有利于提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

三、開展實踐性教學(xué)活動

我校以往的理論力學(xué)課程教學(xué)只講授理論而無實踐性環(huán)節(jié)，作為一門綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課，理論力學(xué)涉及大量的概念、公理、定律和力學(xué)模型，理論性強、內(nèi)容抽象，盡管教學(xué)過程中使用了多媒體，但畢竟不是實際的東西，學(xué)生難以融入實踐的問題，嚴(yán)重限制了該課程的進(jìn)一步發(fā)展，因此要達(dá)到滿意的教學(xué)效果，理論力學(xué)教學(xué)應(yīng)遵循“重理論，強實踐”的原則。開發(fā)理論力學(xué)實驗，除了驗證性實驗，還有許多實驗可要求學(xué)生自己設(shè)計方案，實驗室提供學(xué)生要求的實驗設(shè)備及器材，由學(xué)生自己動手完成，這對學(xué)生的動手能力、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性有很大益處。我校正在為開設(shè)理論力學(xué)實驗教學(xué)積極準(zhǔn)備，讓學(xué)生自制開發(fā)了摩擦系數(shù)測定儀，并積極開發(fā)靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)虛擬實驗等。通過實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和思維能力，為參加生產(chǎn)實踐和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

四、課程考核方式的改革

教學(xué)的主要部分在于教與學(xué)，而考核只能作為一個輔助部分。因此，考核應(yīng)該加大平時的力度，盡量使平時和期末成績所占的比例合理。將學(xué)生最終成績的評定與平時表現(xiàn)、作業(yè)成績、實習(xí)情況等結(jié)合起來，切實改變過去一考定成績的弊端。平時成績包括平時作業(yè)、課堂小測驗、討論情況、實踐情況等，平時作業(yè)要注重質(zhì)量而不是數(shù)量，除了經(jīng)典習(xí)題外，給學(xué)生布置一些課外指導(dǎo)書的習(xí)題，可以避免學(xué)生抄作業(yè)的現(xiàn)象；期末考核可以采取半開卷的方式，所謂半開卷就是允許學(xué)生在考試時把公式都記在一張紙上，帶進(jìn)考場，并在紙上簽名（監(jiān)考教師在考試過程中進(jìn)行檢查，公式紙不得出現(xiàn)其他內(nèi)容，另外，考試結(jié)束后將公式紙上交，由批卷教師再核查一遍（公式紙不得復(fù)印、打印），這樣既避免了死記硬背，又促使了學(xué)生的全面復(fù)習(xí)。關(guān)于期末考試用的試卷，我校根據(jù)平時積累，形成了一套《理論力學(xué)》試題庫，且采用多位教師流水線作業(yè)看卷等方式，以保證考試及成績評定的公正性。通過這些方式可以提高學(xué)生的解題能力并及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，提高考試的可信度，促進(jìn)教學(xué)與考試的有機結(jié)合。

五、總結(jié)

總之，隨著時代的發(fā)展，理論力學(xué)的教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實踐操作以及考核方式等都要進(jìn)行改革，才能收到較好的教學(xué)效果，才能真正提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

作者：樊桂菊 郭晶 單位：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機電學(xué)院